JP2017154649A - 車両のタイヤ空気圧警報装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】タイヤ4の空気圧力を検出する圧力センサ21と、タイヤ4の空気温度を検出する温度センサ22と、タイヤ4の転動に伴うエネルギを変換して発電する発電部23と、発電部23が発電した電力を蓄積する蓄電部24と、センサ21,22によって検出された情報を車体側ユニット10に送信する送信部25とを備えた車体側ユニット20がタイヤ4内部に配設された車両Vのタイヤ空気圧警報装置1において、車体側ユニット10が、圧力センサ21及び温度センサ22の一部と送信部25と発電部23と蓄電部24とを被覆するケース26を有し、ケース26の側壁部26cに、内壁部4aと協働して車体側ユニット10の落下を防止するための係合部26fを設けている。
【選択図】 図3
Description
タイヤの空気圧力が適正値よりも高い場合、トランピング現象等により乗車感が悪化すると共にタイヤの摩耗が早くなり、また、タイヤの空気圧力が適正値よりも低い場合、ステアリングの操作性が低下すると共に燃費が悪化する。
それ故、タイヤの空気圧力を適正状態に維持することは重要であり、一部の国ではTPMSの装備が義務化されている。
しかも、送信回路と送信用アンテナから構成された通信機や電池がタイヤ内部に充填された空気に晒されているため、水分等に起因した腐食の影響を受け、寿命の短縮化を招く虞がある。
センサユニットをタイヤの内壁部に接着剤等を介して貼着した場合、センサユニットは依然としてタイヤ空気室の空気に晒されると共に、タイヤの転動によってセンサユニットが内壁部から剥離し、タイヤ空気室内に落下して破損する虞がある。
また、特許文献1の車輪状態取得装置のタイヤ側センサユニットのように、センサユニットをタイヤの内壁部に埋設した場合、センサユニットを収容可能なスペース、所謂タイヤの溝底部から内壁部の内部空間側端部までの幅が10〜12mm程度であるため、センサユニットを空気に晒されないようにタイヤの内壁部に埋設することは、物理的に容易ではない。しかも、センサユニットを全体的にタイヤの内壁部に埋設できたとしても、腐食の影響は回避することができるものの、タイヤ空気室の空気圧力を直接測定できないため、センサの検出精度を十分に確保することができない虞がある。
この構成によれば、圧力検出手段の一部と送信手段と発電手段と蓄電手段とを一体化した1部品として取り扱うことができ、タイヤの内部空間に部分的に露出した圧力検出手段を保護しつつ落下防止機構を形成することができる。
この構成によれば、側壁部の全周をタイヤの内壁部で支持することにより、落下防止機能を高くすることができる。
この構成によれば、簡単な構成で落下防止機能を達成することができる。
以下の説明は、本発明を車両のタイヤ空気圧警報装置に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
図1に示すように、本発明の車両Vには、タイヤ空気圧警報装置1が搭載されている。
このタイヤ空気圧警報装置1は、車体側ユニット10と、車輪2毎に装着された4つの車輪側ユニット20(センサユニット)等を備えている。
以下、図において、矢印F方向を前方とし、矢印L方向を左方とし、矢印U方向を上方として説明する。
タイヤ4は、左右1対の径方向外側に延びるサイドウォールと、これら1対のサイドウォールの外周縁部を連結するトレッドから構成されている。サイドウォールのリム部3aと接する部分には、鋼線の束からなるビードワイヤが収められている。
トレッドには、外側全周に亙って所定深さの複数の溝部4aが形成され、これら溝部4aの底部からタイヤ空気室6との接触部までの間にリング状ゴム塊からなる内壁部4bが形成されている。
図1に示すように、車体側ユニット10は、ECU(Electronic Control Unit)11と、このECU11に電気的に接続されたアンテナ12及び警報装置13等を備えている。
ECU11は、車両Vの走行時、検出された各タイヤ空気室6の空気圧力を所定の基準圧力と比較することにより、何れかのタイヤ空気室6の空気圧力が基準圧力よりも低下したとき、タイヤ4の空気圧異常を判定して報知するように構成されている。
ここで、所定の基準圧力とは、例えば、実験等により得られた、空気圧力低下のために車両Vの運動性能又は燃費が一定の割合だけ低下する可能性がある判定用圧力である。
そして、この基準圧力は、空気圧力の判定時、検出された各タイヤ空気室6の空気温度に基づいて補正されている。
ROMには、空気圧異常判定するための種々のプログラムやデータが格納され、RAMには、CPUが一連の処理を行う際に使用される処理領域が設けられている。
アンテナ12は、各車輪側ユニット20から送信されたタイヤ空気室6の圧力検出値と温度検出値とを夫々受信し、ECU11に出力している。
警報装置13は、警告ランプ、ブザー又はディスプレイ等から構成され、ECU11の判定結果に基づいて乗員に空気圧異常状態を報知可能に構成されている。
尚、各車輪2に装着された4つの車輪側ユニット20は、何れも同様に構成されているため、左側前輪の車輪側ユニット20を例として主に説明する。
図2,図3,図4に示すように、車輪側ユニット20は、タイヤ空気室6に対して部分的に露出した状態で内壁部4bに埋設されている。
この車輪側ユニット20は、タイヤ4の射出成形用金型に予め配設された後、溶融されたゴム材料を射出することによりタイヤ4内の所定の収容位置に位置決め固定されている。
この圧力センサ21は、例えば、応力印加表面を有するダイヤフラム型、所謂外部から加わる空気圧力に反比例して抵抗値が変化する加圧導電性ゴムをスイッチ素子としたセンサであり、スイッチ素子の両側を1対の電極によって挟持し、その間の抵抗値の変化を測定することで圧力を測定している。そして、圧力センサ21の下端側面部は、内壁部4bの下端側面部(径方向内側端面部)よりも下側(径方向内側)に配設されている。
温度センサ22は、圧力センサ21と前後に隣接するように併設され、圧力センサ21と同様に、下端側面部がタイヤ空気室6に対して部分的に露出するように形成されている。
発電部23は、タイヤ4の転動に伴うエネルギを変換して発電する圧電素子、例えば、強誘電体であるピエゾ素子によって構成されている。
それ故、この発電部23は、上端側面部がタイヤ4の接地域に入ると圧縮変形され、接地域から離脱すると形状復帰する変形を繰り返すことにより、発電動作を行っている。
蓄電部24は、圧力センサ21(温度センサ22)及び発電部23のタイヤ4の軸心方向に平行で且つ左側近傍位置において、圧力センサ21(温度センサ22)及び発電部23に隣接するように配置されている。
この蓄電部24は、交流電圧を直流電圧に変換するAC/DC変換器による整流機構と、整流された電圧を所定の電圧に変換するDC/DC変換器からなる変圧機構と、変圧された電圧を蓄電可能な電池、例えばリチウムイオン電池からなる蓄電機構等を備えている。
送信回路25aは、例えば、圧力センサ21及び温度センサ22によって夫々検出された検出値を所定のレベルに増幅する増幅器と、この増幅器で増幅された信号を出力するスイッチ機構と、このスイッチ機構を予め設定された間隔で作動させる作動機構等を備え、車輪2毎に設定された識別用IDコードとタイヤ空気室6の圧力値及び温度値をアンテナ25bから車体側ユニット10に出力している。
ケース26は、合成樹脂、例えばアクリル樹脂によって形成され、圧力センサ21及び温度センサ22の下端側面部と発電部23の上端側面部分を除いて、センサ21,22と各部23〜25の外側表面全域を被覆するように構成されている。
ケース26は、長方形状の上壁部26aと、この上壁部26aと平行な長方形状の下壁部26bと、上壁部26aと下壁部26bを連結する前後左右の側壁部26cとからなる立方体構造に形成されている。
この縦壁部26dの下端部は、圧力センサ21及び温度センサ22の下端側面部よりも下側に配置され、タイヤ空気室6に対して露出するように形成されている。
段差部26eは、縦壁部26dの上端部に連なり、縦壁部26dと略直交するように形成されている。これにより、下壁部26b及び段差部26eは、内壁部4b内に埋設されている。
この係合部26fの下側に内壁部4bが配置されると共に段差部26eの下側に内壁部4bが配置されているため、係合部26fと段差部26eが車輪側ユニット20のタイヤ空気室6内への落下を防止する落下防止機構に相当している。
本タイヤ空気圧警報装置1によれば、車輪側ユニット20が、タイヤ4の転動に伴うエネルギを変換して発電する発電部23と、発電部23が発電した電力を蓄積する蓄電部24とを有するため、電力不足を生じることなく、タイヤ4の空気圧力を安定的に測定及び送信することができる。圧力センサ21がタイヤ空気室6に部分的に露出するように4タイヤの内壁部4aに埋設され、車輪側ユニット20に、内壁部4aと協働して車輪側ユニット20の落下を防止するための落下防止機構(縦壁部26d、段差部26e、係合部26f)を設けたため、車輪側ユニット20をタイヤ空気室6に落下させることなく圧力センサ21をタイヤ空気室6に部分的に露出させた状態で埋設することができ、空気圧力の検出精度を確保することができる。
尚、実施例1と同様の部材には、同じ符号を付している。
実施例1では、圧力センサ21(温度センサ22)が発電部23と直接的に対向するように配設されたのに対し、実施例2では、圧力センサ21Aが発電部23Aとの間に蓄電部24Aを介装するように配設されている。
蓄電部24Aは、圧力センサ21A(温度センサ22A)と発電部23Aとの間に介装されている。送信部25Aは、タイヤ4の軸心方向に平行で且つ左側近傍位置において、蓄電部24Aに隣接するように配置されている。
ケース27は、圧力センサ21A及び温度センサ22Aの下端側面部分と発電部23Aの上端側面部分を除いて、センサ21A,22Aと各部23A,24A,25Aの外側表面全域を被覆するように構成されている。
ケース27は、円形状の上壁部27aと、この上壁部27aと平行な円形状の下壁部27bと、上壁部27aと下壁部27bを連結する筒状の側壁部27cとからなる円柱構造に形成されている。
側壁部27cは、その軸心がタイヤ4の径方向と略平行になるように配設され、中段部において全周に亙って凹状で且つ断面矩形状の係合部27fが一様に形成されている。
そして、内壁部4bに支持された下壁部27bと係合部27fが、車輪側ユニット20Aのタイヤ空気室6内への落下を防止する落下防止機構に相当している。
また、圧力センサ21Aが発電部23Aとの間に蓄電部24Aを介装しているため、車輪側ユニット20Aの周方向寸法を短縮化でき、ユニット全体として小型化することができる。
尚、実施例1,2と同様の部材には、同じ符号を付している。
実施例2では、側壁部27cに凹状で且つ断面矩形状の係合部27fを形成したのに対し、実施例3では、側壁部28cに凸状で且つ断面略三角形状の係合部28fを形成している。
ケース28は、円形状の上壁部28aと、この上壁部28aと平行な円形状の下壁部28bと、上壁部28aと下壁部28bを連結する筒状の側壁部28cとからなる円柱構造に形成されている。
係合部28fは、上方程(タイヤ空気室6から離隔する程)車輪側ユニット20Bの軸心方向に移行するテーパ状の傾斜面部28gを備えている。この傾斜面部28gの下端部は、側壁部28cと直交状に連なっている。
そして、内壁部4bに支持された下壁部28bと係合部28fが、車輪側ユニット20Bのタイヤ空気室6内への落下を防止する落下防止機構に相当している。
尚、実施例1〜3と同様の部材には、同じ符号を付している。
実施例3では、側壁部28cに凸状で且つ断面略三角形状の係合部28fを形成したのに対し、実施例4では、側壁部28cに凹状で且つ断面略三角形状の係合部29fを形成している。
ケース29は、円形状の上壁部29aと、この上壁部29aと平行な円形状の下壁部29bと、上壁部29aと下壁部29bを連結する筒状の側壁部29cとからなる円柱構造に形成されている。
係合部29fは、上方程車輪側ユニット20Cの軸心方向に移行するテーパ状の傾斜面部29gを備えている。この傾斜面部29gの上端部は、側壁部28cと直交状に連なっている。そして、内壁部4bに支持された下壁部29bと係合部29fが、車輪側ユニット20Cのタイヤ空気室6内への落下を防止する落下防止機構に相当している。
1〕前記実施例においては、圧力センサ、温度センサ及び発電部について、説明の便宜上、矩形状や半円状の模式図を用いた例を説明したが、必要に応じて、それらの表面積及び形状を選択的に設定することができる。
更に、蓄電部と送信部の少なくとも1つが、圧力センサ(温度センサ)及び発電部とタイヤ周方向に隣接配置されても良く、タイヤ周方向において蓄電部と送信部が圧力センサ(温度センサ)及び発電部を挟み込むように配置しても良い。
また、収容凹部を形成する場合、収容凹部の内周に螺旋溝部を形成し、ケースの側壁部に螺旋溝部と螺合可能な螺旋状係合部を設けることも可能である。
6〕前記実施例においては、側壁部に全周に亙る1つの係合部を形成した例を説明したが、側壁部に全周に亙る係合部は、2つであっても良く、3つ以上形成することも可能である。
また、係合部は、完全に全周に亙るように形成する必要はなく、全周に亙って間欠的に形成しても車輪側ユニットを全周に亙って内壁部に支持することができる。
1 タイヤ空気圧警報装置
4 タイヤ
4b 内壁部
6 タイヤ空気室
20,20A〜20C 車両側ユニット
21,21A 圧力センサ
22,22A 温度センサ
23,23A 発電部
24,24A 蓄電部
25 送信部
26〜29 ケース
26c〜29c 側壁部
26d 縦壁部
26e 段差部
26f〜29f 係合部
28g,29g 傾斜面部
Claims (4)
- タイヤの空気圧力を検出する圧力検出手段とこの圧力検出手段によって検出された情報を送信する送信手段とを備えたセンサユニットがタイヤ内部に配設された車両のタイヤ空気圧警報装置において、
前記センサユニットが、前記タイヤの転動に伴うエネルギを変換して発電する発電手段と、前記発電手段が発電した電力を蓄積する蓄電手段とを有すると共に、前記圧力検出手段が前記タイヤの内部空間に部分的に露出するように前記タイヤの内壁部に埋設され、
前記センサユニットに、前記内壁部と協働してセンサユニットの落下を防止するための落下防止機構を設けたことを特徴とする車両のタイヤ空気圧警報装置。 - 前記センサユニットが、前記圧力検出手段の一部と送信手段と発電手段と蓄電手段とを被覆する被覆手段を有し、
前記落下防止機構が、前記圧力検出手段の周囲において圧力検出手段の前記内部空間側端部よりも内部空間側に延びる縦壁部とこの縦壁部に連なる段差部とを有することを特徴とする請求項1に記載の車両のタイヤ空気圧警報装置。 - 前記被覆手段が、前記タイヤの径方向と略平行な側壁部を有し、
前記落下防止機構が、前記側壁部の全周に亙って形成された1又は複数の凸状又は凹状の係合部を有することを特徴とする請求項2に記載の車両のタイヤ空気圧警報装置。 - 前記1又は複数の係合部が傾斜面部を含むように構成されていることを特徴とする請求項3に記載の車両のタイヤ空気圧警報装置。
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